Для поддержания вакуума в выпарных установках (вакуум-охладителях и других аппаратах) применяют конденсаторы, в которых конденсируются вторичные пары охлаждающей водой. На консервных заводах наиболее распространены конденсаторы смешения.
В нагревательных камерах тепловых аппаратов, в которых в качестве теплоносителя используют водяной пар, образуется конденсат. Нормальная работа теплового аппарата возможна при непрерывном и полном удалении из него образующегося конденсата, для чего применяют конденсатоотводчики.
Конденсационные установки
Конденсационная установка с противоточным барометрическим конденсатором, применяемая для конденсации больших количеств вторичного пара, проста в устройстве и обслуживании.
Корпус конденсатора 1 (рис. 1) изготовлен из стали; диаметр его 400...2000 мм и высота 1200...5500 мм. Внутри конденсатора установлено от 3 до 8 полок, которые могут быть сплошными или с отверстиями диаметром 2...5 мм. Каждая полка перекрывает сечение конденсатора на 50...70%. Для создания напора, преодолевающего сопротивления при движении воды через отверстия, по краям полок делают выступы (пороги).
В этом конденсаторе один конец барометрической трубы 6 погружен в воду в барометрическом бассейне 5 на 0,5...1,0 м, в результате чего образуется гидравлический затвор; другой, верхний, конец барометрической трубы соединен с конденсатором.
Рис.1. Барометрический конденсатор
Длина (или высота) барометрической трубы зависит от рабочего разрежения в конденсаторе. При полном вакууме в конденсаторе и отсутствии движения воды под действием атмосферного давления вода поднималась бы в барометрической трубе на 10,33 м. Действительный уровень воды ниже.
Таким образом, полная высота барометрической трубы обычно достигает 10,5 м.
Ловушка 2 предназначена для отделения капель воды, уносимых воздухом из конденсатора. При попадании воды в цилиндр воздушно-сухого насоса 4 происходит гидравлический удар и возможна авария. Воздушно-сухой вакуум-насос предназначен для непрерывного откачивания воздуха, поступающего по трубе 3 из конденсатора. Водонапорный бак 7 устанавливают несколько выше конденсатора. Это позволяет регулировать количество воды, поступающей в конденсатор, независимо от разрежения в нем.
Конденсационная установка с прямоточным полубарометрическим конденсатором (рис. 2) имеет укороченную барометрическую трубу 2 (1...3 м), из которой центробежный насос откачивает смесь конденсата и охлаждающей воды. В верхней части конденсатора 1 имеются такие же полки, как и в барометрическом конденсаторе; вместо полок могут быть кольца и диски 11. В нижней части конденсатора установлен шаровой поплавок 13, соединенный рычагом с краном 12, регулирующим подачу воды. За уровнем воды наблюдают по водомерному стеклу 14. Когда в конденсаторе вакуум-насосом 7 создают разрежение, то охлаждающая вода из бака 5, пройдя через фильтр 4, попадает на верхние полки 10 конденсатора. Вода, стекая вниз, разбрызгивается и, переходя с полки на полку, образует водяные завесы, а в самом конце — гидравлический затвор.
Рис. 2. Полубарометрический конденсатор
Вторичный пар, поступающий из вакуум-аппаратов, соприкасаясь с холодной водой, конденсируется. Полученный конденсат вместе с нагревающейся охлаждающей водой непрерывно откачивается центробежным насосом 3 в сборник 6. При этом уровень воды в конденсаторе такой, что поплавок «держит» кран открытым.
Скапливающийся в конденсаторе 1 воздух и неконденсирующиеся газы, пройдя через ловушку 9 по трубе 8, откачиваются воздушным вакуум-насосом 7. Если приток воды в конденсаторе будет превышать отбор ее центробежным насосом 3, то уровень воды поднимется, поплавок всплывет и рычагом закроет кран, через который подается охлаждающая вода.
Охлаждающая вода, соприкасаясь со вторичным паром, нагревается, и температура ее повышается. Чем больше поверхность единицы объема воды и время соприкосновения ее с паром, тем выше конечная температура воды и меньше ее расход. Благодаря имеющимся в конденсаторе полкам увеличивается длительность пребывания частиц воды в конденсаторе. Задерживая движение воды, они одновременно создают водяные завесы, струи и даже капли, увеличивая поверхность воды во много раз.Из конденсатора необходимо непрерывно удалять воздух, попадающий с водой, вторичным паром и из-за негерметичности выпарной установки.